城市埋地燃氣管道風險評估方法的適用性探討

摘要：由于城市埋地燃氣管道主要埋設在人口集中區域，一旦發生危險事故，將會造成大量的人員傷亡、財產損失，因此在進行埋設時，必須進行風險評估，將風險降到最低。文章通過對國內外燃氣管道風險評估研究現狀進行分析，著重對穆氏法、模糊綜合評價方法的適用性進行了論述。

關鍵詞：城市埋地燃氣管道；風險評估方法；適用性；穆氏法；模糊綜合評價方法 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU996 文章編號：1009-2374（2016）10-0068-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.033

現如今，國內外比較重視城市埋地燃氣管道風險評估研究，以此期望通過研究找到一種比較適宜的風險評估方法，最大程度地提升城市埋地燃氣管道的應用壽命，減少安全事故，真正獲得經濟與社會效益，保護人民利益。

1 城市埋地燃氣管道風險評估方法研究現狀

美國學者最早開始對城市埋地燃氣管道風險評估方法進行研究開始于20世紀70年代，但是評分法的運用則開始于20世紀80年代中期。由于現代人們越來越重視油氣輸送管理，相關學者也加緊對管道體系加深了研究。現如今，國外管道完整性管理體系已經非常先進。從擬定工作計劃、流程和文件到進行管道風險分析、了解事故發生的可能性和事故后果、制定預防和應急措施、定期進行管道完整性檢測和評價等，內容包括管道設計、施工、運行、監控、維修、更換、質量控制和通信等全過程，并貫穿管道整個運行期。目前這一管理體系在油氣長輸管道管理中日益受到重視。20世紀90年代中期，我國已開展了有關油氣管道安全評價的系列研究及應用試驗工作。在我國最早由潘家華教授在九五期間，中國石油天然氣總公司和國家質量技術監督總局聯合組織了“油氣管道檢測與安全評價技術研究”國家重點科技攻關項目。十五科技計劃中，進一步將城市燃氣管道的風險評估作為重點研究內容。國內油氣長輸管道的風險評估技術法由于城市燃氣管道風險影響因素眾多，從設計、施工、操作到第三方破壞、腐蝕破壞、后果研究等方面多達幾百個相關因素，加之我國城市燃氣管道建設初期并沒有建立相應的歷史數據和原始設計資料庫，管道投入使用后的運行情況完全依靠人工記錄，大量資料缺失，這些客觀情況增加了建立城市埋地燃氣管道風險評估方法和模型的難度，削弱了城市燃氣管道原始數據的真實性和可靠性。目前在城市埋地燃氣管道風險評估方面尚未形成系統、完整的風險評估技術。

2 城市埋地燃氣管道風險評估方法的適用性

2.1 穆氏法適用性分析

穆氏法是城市埋地燃氣管道風險評估常用的一種方法，該方法考慮的問題比較全面，既對管道系統安全性因素進行了分析，又對管道中輸送的介質泄露產生的后果進行了分析。現如今，長輸管道普通應用穆氏法，而且效果比較好。但因為長輸管道并不能等同于城市埋地燃氣管道，兩者具有明顯的差異性，因此穆氏法也不能貿然地、毫無顧忌地應用在城市埋地燃氣管道風險評估中，這是由于如下原因：

2.1.1 評價對象和因素權重處理方法不適用。

第一，穆氏法主要是以油氣長輸管道為研究對象，以此無論是構建的模型，還是應用的方法都是以該研究對象為主。而城市埋地燃氣管道對油氣長輸管道有著明顯差異，尤其是結構以及應用環境差異最為明顯，基于此，穆氏法無法直接對城市埋地燃氣管道進行相應的風險評估。

第二，城市埋地燃氣管道風險多種多樣，而且每一個風險自身又包含著眾多復雜關系，這些關系因素相互制衡、此消彼長。這些復雜關系都是客觀存在、不可消除的，正是因為如此，城市埋地燃氣管道應用的環境不同，所呈現出的風險類型也不同，必須具體情況具體分析。而穆氏法得以應用的前提條件就是保證各個風險因素毫無聯系、彼此獨立，顯然與城市埋地燃氣管道風險因素并不相符。

第三，穆氏法認為管道系統發生事故的原因主要有第三方破壞、腐蝕破壞、設計不合理、操作失誤。這四方面因素所占總分為100分，每個因素各占25分，這樣的分配實際上對于城市埋地燃氣管道來說并不合理，因為每個因素對管道的影響程度并不相同，自然在風險評估中也應當占不同的比重。據國外有關機構調查顯示，管道風險所占比重最大的是第三方破壞，為40%；腐蝕破壞次之，占30%。但是我國的城市埋地燃氣管道卻并非如此，風險所占比重最高的是腐蝕破壞達到56%，而第三方破壞為30%。這就說明國家地理、人文環境差異、工況差異、管理體制差異等都會影響管道風險所占比重的差異，所以不可能使用一成不變的分析方法，否則將會影響風險評價的準確性，更會影響未來的使用性。

2.1.2 穆氏法中需要的某些參數國內難以提供。我國城市埋地燃氣管道無論是前期的設計規劃方面，還是后期的管理運行方面，都具有中國特色。穆氏法涉及到的很多方法對策并不合適我國特殊期情況。比如穆氏法中有“直呼系統”，但是現在我國卻不能提供應用此種方法的條件。再比如，我國的城市埋地鋼質燃氣管道，通常情況下都是埋設在車行道下，還與市政其他管線進行交錯埋設，這就使得很多測試方法，比如“密間隔測量”法不能應用，即便能夠應用，讀取的數據也無法確保正確性。再加之埋地鋼質燃氣管道錯綜復雜，擁有著眾多的附件，因此管內檢測工作無法有效進行，此種情況下，穆氏法進行的風險評價內容無法做出得分判斷。

2.1.3 穆氏法中的腐蝕模型不適用。

第一，穆氏法中有關腐蝕性的風險分析，其中所占比重比較大的為對內腐蝕以及大氣腐蝕，兩者共占40%，但是這兩項內容對于城市埋地燃氣管道而言并不需要。

第二，長輸管道因為使用的是外加電流陰極保護，如果防護層沒有任何的缺陷，基本上土壤不會對其造成過大的腐蝕，所以穆氏法并未過多地考慮土壤腐蝕性風險因素，所占比重僅僅為4.2%，而且只是對土壤電阻率一個因素進行分析。

某些城市埋地燃氣管道可能具有比較大的防腐蝕性，也未能進行陰極保護，土壤腐蝕勢必會構成比較大的風險，而且存在的風險因素眾多，不僅僅有土壤電阻率，還有土壤酸堿度、含水量等。

2.1.4 穆氏法中沒有考慮到或考慮不周全的因素。

第一，城市埋地燃氣管道通常是埋設在城市人口集中地區，時常存在違章占壓問題，這些問題必須加以考慮，但是長輸管道通常埋設在野外，因此基本上不會出現違章占壓問題，所以穆氏法并不需要考慮。

第二，長輸管道由于埋設在野外地區，一旦出現風險，著重對人口密度進行分析即可，但是城市埋地燃氣管道卻不同，不僅要分析人口密度，還需要分析財產損失、人員傷亡以及搶救過程中所進行的投入，甚至還需要考慮一些無形損失，比如企業形象等。

綜合上述分析，可以明顯發現穆氏法不能直接應用在城市埋地燃氣管道風險評估中，否則會產生比較明顯誤差，需要對此種風險評估方法進行改進，而后再加以驗證，方可使用。

2.2 模糊綜合評價方法使用性分析

模糊綜合評價方法來自于模糊數學，以模糊集理論為基礎，以模糊關系合成為基本原理。此種風險方法在城市埋地燃氣管道中使用，既能夠將某些風險因素定量化，還能夠確保真實性，簡單實用。因此相比較而言，模糊綜合評價方法能夠更適用于城市埋地燃氣管道中。具體表現如下：

2.2.1 理論基礎非常成熟。

第一，此種風險評價方法來源于模糊數學。所謂模糊數學簡單的說就是通過運用數學方法來對一些模糊的問題進行分析。所謂模糊性，主要指事物自身帶有的不確定性、不分明性，這是事物自身所帶的客觀性，并不是因為人為因素無法達到而產生。模糊數學就是利用精確數學來解釋一些不分明的事物，以便人們更好地理解。模糊數學自創建至今已經有半個世紀的歷史，無論從各個方面來講都比較成熟。

第二，此種風險評價方法能夠使用于模糊、不確定以及資料缺乏的事物建模中。有些系統非常復雜，誘發性系統事故非常多，而產生影響事故后果的各個模糊因素也非常多，應用模糊綜合評價方法與實際工程更貼近。我國絕大多數城市在建設埋地燃氣管道時基本上都未建立數據庫，因此風險評價資料比較缺乏，應用此種風險評價方法完全可以彌補這一不足。

2.2.2 符合城市燃氣管道風險評價發展需求。我國開始對城市埋地燃氣管道風險因素進行評估研究時，最初的思路是找到所有影響燃氣管道效能的因素，而后找到這些因素規律，再構建函數模型。但是在實際研究分析中發現，影響燃氣管道效能的因素有很多卻無法確定，而且還無法量化，此時即便是應用函數模式，最終的評價結果也具有比較大的偏差，這對我國城市埋地燃氣管道風險評估發展非常不利。基于此，我國需要一種能夠對多種不確定因素進行評價的方法，由此通過模糊數學引入了模糊綜合評價方法。

2.2.3 符合城市埋地燃氣管道現實情況。

第一，此種風險評估方法具有一定的靈活性，工作人員可以依據現實城市埋地燃氣管道情況來對確定評估結構以及因素，最大程度地利用現有資料來構建評估模型，因此最終獲得的結果也與實際相符合。

第二，此種方法還能夠應用在系統龐大而且比較復雜的城市埋地燃氣管道中，工作人員運用多級模糊綜合評價方法，將各自彼此相關聯的因素進行歸類，而后進行相應的評價，逐步逐級展評價，所取得的結果比較真實。

3 結語

綜上所述，可知迷糊綜合評價方法比穆氏法更適合應用在城市埋地燃氣管道風險評估中。這主要是因為穆氏法研究評估對象并不是城市埋地燃氣管道，而是長輸管道，兩者之間存在著一定的差異性。而模糊綜合評價評估法具有成熟的理論，符合我國城市埋地燃氣管道發展現狀，同時還能夠最大程度地做到主客觀統一。

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作者簡介：王恒達（1965-），男，山東武城人，供職于黑龍江省建設集團有限公司，副高職稱，研究方向：燃氣工程。

（責任編輯：蔣建華）